[发明专利]用于3D打印的纤维增韧磷酸钙基骨修复材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于3D打印的纤维增韧磷酸钙基骨修复材料的制备方法，其步骤为：A、高分散聚合物纤维的制备：将可降解聚合物溶于有机溶剂，再加入双膦酸盐，搅拌均匀得聚合物溶液；将聚合物溶液静电纺丝得定向排列的聚合物纤维；再用去离子水超声辅助浸润、垂直于定向方向折叠、冰冻，然后用切片机以5‑100μm的间距切割，再乙醇超声分散纤维、离心收集、真空干燥得到高分散聚合物纤维；B、纤维分散液的配制：将高分散聚合物纤维加入到pH＝7.4的磷酸钙骨水泥液相中，得到质量浓度为1％‑5％的纤维分散液；C、将纤维分散液与磷酸钙骨水泥固相粉末按0.7‑1.3：1的质量比混合均匀，既得。该方法制得到的磷酸钙基骨修复材料，打印性好、力学性能强。

技术领域

本发明涉及一种用于3D打印的纤维增韧磷酸钙基骨修复材料的制备方法。

背景技术

近年来，骨组织缺损修复材料逐渐成为材料研究的热点之一(W.Habraken,P.Habibovic,M.Epple,M.Bohner,Calcium phosphates in biomedical applications:materials for the future？Materials Today,19(2016)69-87.)。其中磷酸钙基骨修复材料由于组成与人体骨组织中的无机成分相近，具有优异的生物相容性，得到了广泛应用。

由于临床上创伤、疾病等导致的骨缺损部位形状复杂、大小不一，而目前骨组织修复体的制备方法无法实现结构形状与孔隙结构的精确控制，因此，无法实现骨修复体与骨缺损部位的精确匹配。而利用3D打印技术，可制造针对骨缺损部位的精确宏观外形和复杂精细结构的个性化修复体，应用于骨组织修复能够解决骨缺损修复的以上难题。

目前磷酸钙基骨修复材料的3D打印骨组织修复体的方法，主要为挤出式3D打印。挤出式3D打印要求磷酸钙浆料具有良好的流动性，以保证磷酸钙浆料顺利从管道中流出(挤出)。

磷酸钙基骨修复材料呈脆性，缺乏韧性，一是不能用于承重部位的骨组织修复；二是用于骨填充时，难以钻孔加工。可采用纤维增韧的方式改善磷酸钙基骨修复材料的力学性能，纤维增韧时主要使用静电纺丝纤维，是将静电纺丝得到的无纺纤维膜，剪切成数毫米的片状，然后加入磷酸钙基体中。小片的柔性的无纺纤维膜片能够增加磷酸钙基骨修复材料的韧性。但是，无纺纤维膜片的长宽比小，不能形成细长的增韧体，对韧性的提高有限；数毫米的无纺纤维膜片的面积偏大，膜片难以分散均匀，影响材料的流动性，失去打印性。此外，大多数纤维表面润湿性较差，与基体间结合能力差，也导致其力学性能有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于3D打印的纤维增韧磷酸钙基骨修复材料的制备方法，该方法制得到的磷酸钙基骨修复材料，打印性好、力学性能强。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种用于3D打印的纤维增韧磷酸钙基骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：

A、高分散聚合物纤维的制备：将1-5份重的可降解聚合物溶于10-45份重的有机溶剂，再加入1-5份重的双膦酸盐，搅拌均匀得聚合物溶液；将聚合物溶液通过静电纺丝技术得到定向排列的聚合物纤维；所述的可降解聚合物为聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚已内酯(PCL)、聚二恶烷酮(PDS)或聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中的一种；

将聚合物纤维用去离子水超声辅助浸润、再垂直于定向方向折叠、冰冻，然后用切片机以5-100μm的间距切割聚合物纤维，随后进行乙醇超声分散纤维、离心收集、真空干燥得到长度为5-100μm的高分散聚合物纤维；

B、纤维分散液的配制：将A步得到的高分散聚合物纤维加入到pH＝7.4的磷酸钙骨水泥液相中，得到质量浓度为1％-5％的纤维分散液；

C、将B步的纤维分散液与磷酸钙骨水泥固相粉末按0.7-1.3：1的质量比混合均匀，既得。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：